[发明专利]一种根据隧道照明需求进行照明调节的前馈控制方法

说明书

技术领域

本发明属于隧道内照明设备技术领域，特别涉及一种隧道照明智能控制方法。

背景技术

长期以来，隧道照明一直沿用的高压钠灯、荧光灯高压汞灯、卤素灯等常规产品由于含汞等有害物质，且在隧道内必须常年通电点亮，耗能极大，已越来越不适应人们对环保节能的追求，人们迫切需要寻找新型的节能环保的照明光源。

LED灯作为一种新型的固体光源，即节能、寿命长、利用率高。还有一个优越的特性就是亮度瞬时可控性。这个特性不仅能使能耗更低、寿命更长，也能使光衰更低。

1、洞外亮度对能耗的影响

洞外亮度是隧道照明设计的一个最基本的参数，通常是在7-8月份的夏季中午晴天测得，照明的设计都要依据这个参数，但洞外亮度受季节，时间，气候的影响，实际亮度远小于这个值，因此在一年90％的时间里，洞外亮度都小于这个值，造成过度照明和电能的浪费。有研究表明年平均白天功率需求只占设计功率的22.7％，如果亮度可控，则通过根据需求进行亮度的调整，则可以节省77.3％的白天功率。传统的高压钠灯只能做到很小范围的调光，且通常做成有级分段调光的形式，而led灯则有很宽的调节范围，且可以实现快速无级的调节。

2、LED灯作为一种半导体固体灯，影响其寿命的一个很重要的因素就是其结温，因此如果能不断根据需要调整灯具的运行功率使其不用一直满负荷运行，可以降低结温，改善散热条件，增加使用寿命。

3、LED灯的温度同样影响其光衰，因此通过根据需求进行亮度调节可以减缓LED灯的光衰。

因此，如果能够实时根据检测到的隧道参数包括洞外亮度、洞内亮度、车流量流速等，并根据这些参数以及国家标准确定洞内各段所需的亮度，然后根据该亮度，对隧道内的所有灯具进行亮度控制调整，使得隧道内的实际照度符合该亮度，则可以大大优化隧道内照明的节能安全运行。通过本发明的方法对LED照明系统进行控制，一方面可以节约能耗，一方面还可以延长灯具的使用寿命和减少光衰，另一方面还能提高安全性。

发明内容

本发明针对现有隧道照明控制系统无法完全按照实际的亮度需要，进行在线控制和调整隧道内的亮度的缺陷，提出了一种前馈与反馈结合的控制方法，通过检测洞外亮度、洞内亮度、车流量流速等参数，根据标准确定隧道内的照度需求曲线。然后采用一种前馈结合反馈的控制策略，对隧道内的所有灯具的照度进行控制和调节，使得隧道内的照度能够实时的跟随实际的照度需要，优化照明系统的安全节能运行。为此，本发明采用如下的技术方案：

一种根据隧道照明需求进行照明调节的前馈控制方法，包括下列步骤：

1)检测洞外亮度，获得洞外亮度值，对该亮度值折减后得到入口段的亮度；

2)将过渡段分为三个过渡子段，以入口段的亮度为基础，设定各个过渡子段、中间段、出口段的亮度基准值，给出亮度需求曲线；

3)根据亮度需求曲线，设定对各个LED隧道灯所在位置的亮度进行反馈调节的给定值，根据洞内部分亮度检测值实现对整体LED隧道灯的亮度反馈调节；

4)以隧道内的位置为参数，代入亮度需求曲线，得到对应位置的平均照度E_av，再将该位置对应隧道段的灯具间隔S以及平均照度E_av代入光通量公式式中，利用系数η，灯具排列模式N，维护系数M，马路宽度W为常数，求得所需计算位置的灯具的平均光通量φ，再根据该位置的灯具的满光通量，计算该处灯具的调光百分比，从而确定该处灯具的控制量的大小，对每个灯具的亮度进行前馈控制。

上述的三个过渡子段的亮度基准值可以分别为入口段亮度的0.3，0.1和0.35，出口段的亮度设定为中间段的5倍。

本发明针对隧道照明系统，采用LED灯具进行重新设计、替换和改造，提出了一种采用前馈结合反馈的控制策略，根据生成的照度需求曲线，对隧道内的所有灯具的照度进行控制和调节，使得隧道内的照度能够实时的跟随实际的照度需要，优化照明系统的安全节能运行，延长了灯具的使用寿命和减少光衰，并能大大节约了能耗。

附图说明

图1本发明实施例应用的隧道LED照明系统结构图。

图2整体隧道照明前馈与反馈控制原理图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。